Wastewater treatment by micloalgae co-culture system

近年、光合成を行う微細藻の培養に排水を用いることで、一般的な活性汚泥法では除去困難なリンや窒素を除去する高度排水処理の検討が進められている。研究代表者は微細藻と酵母やバクテリアなどの従属栄養微生物との共培養により微細藻の増殖速度が向上する現象を見出している。本研究では特に排水の高度処理に微細藻共培養系を利用し、さらにその細胞残渣をカスケード利用により種々の用途（飼料・肥料・バイオ燃料等）に余すことなく利用する、高度排水処理－有用物質生産共役システムの構築を目指す。2022年度は抗酸化作用を有する有用物質であるアスタキサンチンを生産する緑藻Haematococcus lacustris、Haematococcus sp.およびアスタキサンチンを生産する従属栄養微生物Xanthophyllomyces dendrorhous（酵母）、Sphingomonas astaxanthinifaciens（グラム陰性菌）との共培養につて検討した。はじめに、フローサイトメーターを用い、共培養時にそれぞれの細胞数を正確に測定するための方法を確立した。次に共培養時における各微生物の細胞数、アスタキサンチン生産量の経時変化を測定したところ、特にグラム陰性菌S. astaxanthinifaciensと緑藻H. lacustrisおよびHaematococcus sp.とを共培養した場合に、緑藻の増殖能が向上し、アスタキサンチンの生産量が増加することが確認された。さらに、共培養時に培養液を通常よりも強い光に晒すことで、アスタキサンチン生産量がさらに増加することが確認された。以上より、2022年度は共培養により有用物質であるアスタキサンチンの生産量を増加させる共培養微生物およびその適切な培養条件を明らかにすることに成功した。

近年、光合成を行う微細藻の培養に排水を用いることで、一般的な活性汚泥法では除去困難なリンや窒素を除去する高度排水処理の検討が進められている。研究代表者は微細藻と酵母やバクテリアなどの従属栄養微生物との共培養により微細藻の増殖速度が向上する現象を見出している。本研究では特に排水の高度処理に微細藻共培養系を利用し、さらにその細胞残渣をカスケード利用により種々の用途（飼料・肥料・バイオ燃料等）に余すことなく利用する、高度排水処理－有用物質生産共役システムの構築を目指す。2022年度は抗酸化作用を有する有用物質であるアスタキサンチンを生産する緑藻Haematococcus lacustris、Haematococcus sp.およびアスタキサンチンを生産する従属栄養微生物Xanthophyllomyces dendrorhous（酵母）、Sphingomonas astaxanthinifaciens（グラム陰性菌）との共培養につて検討した。はじめに、フローサイトメーターを用い、共培養時にそれぞれの細胞数を正確に測定するための方法を確立した。次に共培養時における各微生物の細胞数、アスタキサンチン生産量の経時変化を測定したところ、特にグラム陰性菌S. astaxanthinifaciensと緑藻H. lacustrisおよびHaematococcus sp.とを共培養した場合に、緑藻の増殖能が向上し、アスタキサンチンの生産量が増加することが確認された。さらに、共培養時に培養液を通常よりも強い光に晒すことで、アスタキサンチン生産量がさらに増加することが確認された。以上より、2022年度は共培養により有用物質であるアスタキサンチンの生産量を増加させる共培養微生物およびその適切な培養条件を明らかにすることに成功した。